接觸網(wǎng)零部件機(jī)械加工智能化改造.doc

1、接觸網(wǎng)零部件機(jī)械加工智能化改造機(jī)械加工論文工業(yè)論文文章均為WORD文檔，下載后可直接編輯使用亦可打印一一摘要：在接觸網(wǎng)關(guān)鍵零部件機(jī)械加工中準(zhǔn)確采取生產(chǎn)線改造措施 能夠提升零部件智能化加工水平?；诖?，文章詳細(xì)闡述了抱篩類零 件鉆攻柔性、中間接頭結(jié)構(gòu)鉆攻、滑輪軸車削、擋塊加工、棘輪輪體 加工這幾個(gè)接觸網(wǎng)關(guān)鍵零部件機(jī)械加工方面的智能化改造，希望能夠 為接觸網(wǎng)零部件智能化加工技術(shù)的發(fā)展提供助力。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵部件；機(jī)械加工；擋塊加工接觸網(wǎng)主要作用是為列車輸送電流，是列車供電系統(tǒng)的重要組成 部分，因此人們對(duì)接觸網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性要求較高，使得接觸網(wǎng)關(guān)鍵零 部件的加工成本增加。為此，相關(guān)工作者應(yīng)深入研究零部件

2、的智能化 加工方法，并采取有效加工工藝改造措施，提升零部件加工的智能化水平，優(yōu)化零部件機(jī)械加工的性價(jià)比。1智能化改造研究意義接觸網(wǎng)主要是指供受電弓取流，在列車軌道上空沿軌道以之字 形架設(shè)的高壓輸電線，其中通常包含支持裝置、定位裝置、接觸懸掛、 基礎(chǔ)、支柱等部分。一般來說，在高鐵運(yùn)行系統(tǒng)中，接觸網(wǎng)停電、接 觸網(wǎng)與電弓之間的接觸不良等問題，在很大程度上源于接觸網(wǎng)關(guān)鍵零 部件性能問題，而為了保障零部件性能的可靠性，人們通常需要投入 大量的資金成木在零部件的機(jī)械加工生產(chǎn)中，造成了接觸網(wǎng)關(guān)鍵零部 件制造成本高的問題，制約了高鐵技術(shù)的發(fā)展。為此，需要進(jìn)一步更 新接觸網(wǎng)關(guān)鍵零部件生產(chǎn)技術(shù)，使其能夠跟上高鐵技

3、術(shù)的發(fā)展步伐。 在此過程中，研究者提出了提升零部件機(jī)械加工智能化水平的方法, 并展開了對(duì)各接觸網(wǎng)關(guān)鍵零部件機(jī)械加工工藝改造設(shè)計(jì)研究，意在通 過提升機(jī)械加工生產(chǎn)線的智能化水平，來優(yōu)化零件生產(chǎn)速度，保障零 件性能質(zhì)量，促進(jìn)鐵路電氣化建設(shè)事業(yè)的發(fā)展。2智能化設(shè)計(jì)研究2.1關(guān)鍵零部件類型在接觸網(wǎng)的運(yùn)作中起到主要作用的零部件通常分為六大類，即定 位裝置、腕臂裝置、中心錨結(jié)、下錨裝置、整體吊弦、電連接裝置。 當(dāng)受電弓取流時(shí)，接觸網(wǎng)中的導(dǎo)線需要利用定位、腕臂裝置，使導(dǎo)線 與受電弓之間保持均勻摩擦，以免出現(xiàn)局部劇烈磨損，導(dǎo)致兩者之間 的接觸不良問題，因此，上述兩類裝置作為影響接觸網(wǎng)系統(tǒng)使用性能 的重要因素，在

4、此次研究中被納入到了機(jī)械加工智能化改造的范疇內(nèi)。 此外，在列車供電系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)作中，放電間隙、接觸電阻增大造成 的拉弧現(xiàn)象，作為容易影響列車運(yùn)行的故障之一，其主要源于下錨裝 置的性能問題。在此過程中，由于該裝置應(yīng)用職能為向供電導(dǎo)線提供 額定張力，因此，在其正常發(fā)揮效用時(shí)能夠?qū)㈦姽×骱透咚偻ㄟ^過 程中，由摩擦力形成的電弓振動(dòng)波，控制在常規(guī)范圍內(nèi)，消除拉弧問 題，一旦該裝置存在性能上的不穩(wěn)定，則很容易造成了供電系統(tǒng)運(yùn)行 故障，不利于列車的可靠運(yùn)作，為此，研究者將下錨裝置類型的關(guān)鍵 零部件機(jī)械加工工藝納入智能化改造內(nèi)容中，保障此次改造設(shè)計(jì)的全 面性和有效性?；谏鲜稣撌觯芯空呓?jīng)過歸納總結(jié)，將需要

5、進(jìn)行機(jī) 械加工工藝改造的關(guān)鍵零部件具體種類列為5項(xiàng)，即腕臂類裝置中起 到連接作用的抱箍類零部件，以及下錨類裝置中的擋塊、軸類、棘輪 輪體、中間接頭零部件。2.2抱篩類零件鉆攻柔性加工改造設(shè)計(jì)就目前來看，抱篩類零部件一般采用熱模鍛工藝成型，然后借助 鉆5-013. 3-013等工具，進(jìn)行機(jī)械連接通孔加工。在此過程中，研 究者為了優(yōu)化該部件的連接精度，需要增強(qiáng)圓弧兩側(cè)孔洞與圓弧中心 之間的對(duì)稱度，因此，研究者選用數(shù)控鉆攻技術(shù)，來實(shí)現(xiàn)抱篩類零部 件機(jī)械加工的智能化改造。該零部件的機(jī)械加工智能化改造主要分為 四個(gè)層次，即物料運(yùn)轉(zhuǎn)、機(jī)卸料、加工單元、夾具。在物料運(yùn)轉(zhuǎn)改 造中，采用了直線滑道圓弧定位設(shè)計(jì)、

6、步進(jìn)電機(jī)鏈條驅(qū)動(dòng)技術(shù)，并應(yīng) 用了傳感設(shè)備，支持60、48兩種規(guī)格抱箍類零部件中各個(gè)結(jié)構(gòu)在料 道上順利滑動(dòng)，而且能夠在無料時(shí)進(jìn)行提醒。還采用了機(jī)器人工裝、 手爪，實(shí)現(xiàn)物料系統(tǒng)的智能化運(yùn)作。在機(jī)卸料方面，在2臺(tái)數(shù)控鉆 攻中心之間，設(shè)置了 6軸節(jié)、雙手抓設(shè)計(jì)的機(jī)器人，可承受10kg的 額定負(fù)載、1450mm的工作區(qū)域范圍以及0.05mm及以下的重復(fù)定位 精度。在加工單元方而，選用了 VCP-400L的小型龍門式加工中心， 并通過計(jì)算為其配置了 23.5/35NM的大扭矩主軸。在夾具上，在綜 合考慮機(jī)器人工作空間、料道設(shè)計(jì)、加工中心維保預(yù)留通道等多個(gè)方 面，并通過計(jì)算之后，采用了偏心距為170mm的偏

7、心設(shè)計(jì)，而且將 夾緊松開動(dòng)作納入機(jī)床指令控制范圍內(nèi)，為工作者的加工邏輯控制提 供了便利。2.3中間接頭結(jié)構(gòu)鉆攻加工改造設(shè)計(jì)中間接頭結(jié)構(gòu)雖然屬于下錨類零部件，但其在生產(chǎn)布局上與上述 的抱箍類零部件相似，因此，在此次機(jī)械加工智能化改造上，針對(duì)中 間接頭結(jié)構(gòu)，需要從4個(gè)方面開展改造工作，即物料運(yùn)輸、卸料、加 工單元、夾具。在物料運(yùn)輸中，中間接頭結(jié)構(gòu)的智能化機(jī)械加工設(shè)計(jì) 改造內(nèi)容與抱箍類零部件的加工改造相同，采用上下料道的結(jié)構(gòu)，結(jié) 合步進(jìn)機(jī)鏈條驅(qū)動(dòng)來構(gòu)建物料運(yùn)輸系統(tǒng)。在卸料系統(tǒng)中，采用外形定 位設(shè)計(jì)來進(jìn)行毛坯定位，設(shè)計(jì)相應(yīng)的機(jī)器人手爪、工裝夾具，以便于 更好地兼容復(fù)合軌道中間接頭零部件的加工。從整體上

8、來看，該項(xiàng)零 部件加工的程序主要是以兩個(gè)加工單元為中心，中間結(jié)構(gòu)零部件結(jié)構(gòu), 先經(jīng)過上料物流，到加工單元中心，然后從被傳輸至下料物流、上料 物流，再進(jìn)入另外一個(gè)加工單元中心，最后來到下料物流中，完成機(jī) 械加工過程，同時(shí)，結(jié)合輔助頂緊液壓缸、主壓緊缸等加工工具，配 合機(jī)器人設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)智能化的中間接頭鉆攻加工，有助于下錨裝 置性能的穩(wěn)定性和可靠性，促進(jìn)高鐵技術(shù)的優(yōu)化發(fā)展。2.4滑輪軸車削加工改造設(shè)計(jì)滑輪軸車削加工是進(jìn)行下錨裝置中軸類零部件機(jī)械加工的生產(chǎn)線, 通過對(duì)該生產(chǎn)線進(jìn)行智能化改造，能夠增強(qiáng)軸類零部件的生產(chǎn)效率和 性能。一般來說，該類零部件需要2次裝夾工序才能完成加工任務(wù), 因此此次改造設(shè)

9、計(jì)中依然要采用兩個(gè)加工單元的模式，來對(duì)該生產(chǎn)線 進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。優(yōu)化改造設(shè)計(jì)主要包含物料運(yùn)轉(zhuǎn)、加工單元裝卸料、 加工單元、卡盤、質(zhì)量檢測(cè)等這五項(xiàng)內(nèi)容。其中物料運(yùn)轉(zhuǎn)，采用3m 長的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)履帶式料道設(shè)計(jì)，并在下料道的定位塊上，設(shè)置尼 龍墊來保護(hù)部件產(chǎn)品表而質(zhì)量。在裝卸料系統(tǒng)優(yōu)化中，選用S20桁架 機(jī)器，來對(duì)兩臺(tái)車削中心進(jìn)行卸料操作。在加工單元優(yōu)化上，綜合考 慮軸類零件的外徑、長度等情況，選擇了斗山PUMA2150數(shù)控車削中 心，來構(gòu)建加工單元，并將其以“一字形布局，以便于機(jī)器進(jìn)行自動(dòng) 化的卸料操作，而且為其配備了 70ba高壓冷卻液斷削系統(tǒng)，防止切 屑劃傷產(chǎn)品表而。在加工單元的具體選用上，研究

10、者需要將主軸的最 高轉(zhuǎn)速設(shè)置在4500r/min以下、高速扭矩在70Nm以上、低速扭矩在 127Nm以上，這樣可以保障加工單元的使用性能，優(yōu)化最終改造效 果。在卡盤、質(zhì)量檢測(cè)方面，選用液壓自動(dòng)卡盤，并在其與工件的接 觸而位置，鑲嵌了非金屬柔性材料，同時(shí)，在加工單元之間，構(gòu)建一 個(gè)自動(dòng)抽檢平臺(tái)，結(jié)合人工檢驗(yàn)操作，優(yōu)化了軸類零部件的加工質(zhì)量。2.5擋塊加工改造設(shè)計(jì)擋塊與軸類零部件相同，也需要兩次裝夾才能完成機(jī)械加工，依 然采用了“一字形的加工單元布局，將桁架機(jī)器設(shè)置在兩臺(tái)機(jī)械加工 設(shè)備之間，使其同時(shí)在兩個(gè)加工單元中，開展裝卸料、串并操作，同 時(shí)，還在設(shè)備之間預(yù)留出相應(yīng)的維護(hù)保養(yǎng)空間，保障機(jī)械設(shè)備運(yùn)

11、作的 可靠性。但在此過程中，由于擋塊結(jié)構(gòu)的長度比軸類零部件短，其毛 坯直徑僅為50mm,因此，在物料運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)的構(gòu)建中，選用六工位 盤形式的上下料系統(tǒng)設(shè)計(jì)，而且在機(jī)械加工過程中，為了保障機(jī)器人 工作頻率的準(zhǔn)確性，還要根據(jù)整體工序內(nèi)容，來劃分兩個(gè)加工單元的 工藝內(nèi)容，使兩個(gè)單元的加工時(shí)長大致相等，實(shí)現(xiàn)兩者的節(jié)拍匹配, 確保智能化生產(chǎn)線的順利運(yùn)作。此外，為了強(qiáng)化檔塊零部件機(jī)械加工 生產(chǎn)線的柔性，通過選擇高智能化的數(shù)控設(shè)備作為加工單元，使該生 產(chǎn)線得以支持多種類型的檔塊零部件加工，增強(qiáng)了機(jī)械加工生產(chǎn)線的 整體生產(chǎn)能力，有助于接觸網(wǎng)關(guān)鍵零部件機(jī)械加工智能化的發(fā)展。2.6棘輪輪體加工改造設(shè)計(jì)棘輪輪體的機(jī)械

12、加工內(nèi)容以軸孔為主，現(xiàn)行的加工工藝為數(shù)控車 削中心加工，需要兩次裝夾定位操作，但這兩次定位操作通常難以實(shí) 現(xiàn)基準(zhǔn)重合，使零部件呈現(xiàn)出軸承裝配孔同軸程度超差，棘輪出現(xiàn)跳 動(dòng)尺寸超差缺陷，影響系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)效果。為此，提出采用立式加工中心， 結(jié)合一套繞X軸自由翻轉(zhuǎn)的工裝，將軸孔加工僅經(jīng)歷一次定位，即可 完成，解決了傳統(tǒng)工藝模式下，兩次加工基準(zhǔn)不重合的問題，全面優(yōu) 化加工效率和效果。在此過程中，采用輪體的測(cè)平而作為夾具的軸向 定位基準(zhǔn)，然后以4只轉(zhuǎn)角油缸夾緊棘輪耳緣進(jìn)行裝夾定位，并為裝 夾系統(tǒng)配備了聚縮醛墊塊，防止機(jī)械加工對(duì)工件產(chǎn)生損傷，同時(shí)，利 用渦輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)制，結(jié)合液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了自由翻轉(zhuǎn)工裝中

13、的 翻轉(zhuǎn)動(dòng)作，使棘輪2個(gè)面鎮(zhèn)孔的銃削加工可以在一次定位中完成。此 外，在夾具優(yōu)化方面，采用具有2條油路的液壓工裝夾具，并使其應(yīng) 用電磁閥、電機(jī)處于加工中心的控制中，使用者通過向中心輸入控制 信號(hào)、程序，即可實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工控制，提升了機(jī)械加工智能化水平。3結(jié)果分析在接觸網(wǎng)關(guān)鍵零部件的機(jī)械加工中，將經(jīng)過上述優(yōu)化的零部件生 產(chǎn)工藝應(yīng)用到了實(shí)際生產(chǎn)中，結(jié)果顯示，經(jīng)過優(yōu)化后的生產(chǎn)線具有高 效、高質(zhì)量、智能化水平高的特點(diǎn)，同時(shí)，生產(chǎn)線運(yùn)行的可靠性也得 到了強(qiáng)化。因此，上述接觸網(wǎng)零部件機(jī)械加工智能化改造措施可以應(yīng) 用到實(shí)際生產(chǎn)中，有助于零部件機(jī)械加工水平的發(fā)展。此外，工作者 還將經(jīng)過優(yōu)化后的生產(chǎn)工藝所生產(chǎn)的接

14、觸網(wǎng)關(guān)零部件應(yīng)用到了接觸 網(wǎng)關(guān)的建設(shè)中，進(jìn)行了一段時(shí)間的運(yùn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果顯示，抱篩類 零件、中間接頭結(jié)構(gòu)、滑輪軸、擋塊、棘輪輪體這幾項(xiàng)關(guān)鍵零部件的 使用性能足夠保持接觸網(wǎng)關(guān)長時(shí)間維持優(yōu)質(zhì)的運(yùn)作狀態(tài)，并其相較于 傳統(tǒng)加工條件下生產(chǎn)的零部件，具有更強(qiáng)的耐用性和可靠性，使接觸 網(wǎng)關(guān)結(jié)構(gòu)的性能得到了深入優(yōu)化，由此可見，此次設(shè)計(jì)的改造措施, 不僅可以提升零件加工效率，而且還能優(yōu)化接觸網(wǎng)關(guān)的運(yùn)行質(zhì)量。4結(jié)論綜上所述，落實(shí)接觸網(wǎng)關(guān)鍵零部件機(jī)械加工的智能化改造，能夠 強(qiáng)化零部件的質(zhì)量，降低加工成本。在改造過程中，通過分別優(yōu)化各 個(gè)關(guān)鍵零部件加工生產(chǎn)線的智能化水平，可以在保障零部件性能可靠 性的同時(shí)，提高機(jī)械加工效率，促進(jìn)列